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小編語(yǔ)

作為泛歐鐵路在地中海區(qū)域的重要組成部分，意大利Casalnuovo鐵路隧道使用明挖法逆作施工；隧道遭遇含水層時(shí)，建設(shè)方采用了氣壓法代替高壓噴射注漿進(jìn)行止水。該工法如何實(shí)施，相比高壓噴射注漿有何優(yōu)劣？

隧道施工

泛歐鐵路那不勒斯-巴里高鐵線耗資4.45億美元，穿越亞平寧山脈，含82km暗挖隧道與6km明挖隧道。

工程中的Casalnuovo鐵路隧道位于那不勒斯，全長(zhǎng)1.3km，沿線穿越軟土、火山巖、凝灰?guī)r與含水層，采用明挖法施工，預(yù)計(jì)2023年完工。

隧道為寬度10m的矩形單管雙軌截面，按如下工序逆作施工：

■ 由地面開(kāi)挖至地下連續(xù)墻施工層，按隧道寬度施作地下連續(xù)墻；

■ 澆筑混凝土頂板，隧道頂部回填；

■ 頂板以下開(kāi)挖至底板層并澆筑底板；

■ 澆筑內(nèi)襯墻，完成隧道施工。

氣壓工法

隧道沿線存在含水層，原計(jì)劃采用高壓噴射注漿止水，但施工方在進(jìn)行了隧道內(nèi)的水壓勘探后，決定采用氣壓止水代替：

■ 隧道頂部回填完畢，隧道內(nèi)部開(kāi)挖之前，向隧道內(nèi)充入相當(dāng)于開(kāi)挖區(qū)底部靜水壓的高壓空氣；

■ 充氣過(guò)程中監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)氣壓、結(jié)構(gòu)重量、回填荷載、連續(xù)墻錨固強(qiáng)度，既要確保氣壓足夠止水，又要防止內(nèi)部壓力過(guò)大，回填不足造成頂板抬升；

■ 隧道內(nèi)的部分土層液化區(qū)使用擠密樁加固。

具體施工與止水措施如下：

■ 隧道頂部與兩側(cè)通過(guò)頂板與連續(xù)墻密封，重點(diǎn)關(guān)注隧道底部出現(xiàn)的地層滲水；

■ 隧道開(kāi)挖時(shí)每40m設(shè)橫隔墻，形成開(kāi)挖隔艙，經(jīng)計(jì)算后，壓縮機(jī)以100m³/min速率向隧道內(nèi)充氣。（單臺(tái)壓縮機(jī)功率為50m³/min，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用）；

■ 利用皮帶輸送代替車輛出渣，盡量減少高壓空氣逃逸；

■ 橫隔墻使用止水接頭與金屬板樁密封；連續(xù)墻使用PVC防水膜；頂板通過(guò)外部作防水處理。隧道內(nèi)防水處理完成后澆筑內(nèi)襯墻，施工過(guò)程中保持單個(gè)開(kāi)挖艙室密封。

工法對(duì)比

高壓噴射注漿

■ 施工期密封性：由于無(wú)法能對(duì)整個(gè)施工區(qū)域進(jìn)行完全勘測(cè)，因此難免出現(xiàn)滲水；

■ 環(huán)境影響：高壓噴射注漿所用的化學(xué)物質(zhì)污染水土；

■ 預(yù)期外地下水應(yīng)對(duì)：高壓噴射注漿的配置與使用在設(shè)計(jì)期間確定，僅能應(yīng)對(duì)事前預(yù)估范圍內(nèi)的地下水量波動(dòng)；

■ 費(fèi)用：土體改良成本較高。

■ 施工周期：土體改良周期較長(zhǎng)，施工期間若部分區(qū)域滲水還需進(jìn)行補(bǔ)注漿，導(dǎo)致進(jìn)一步的工期延遲。

氣壓法

■ 施工期密封性：所有滲水被氣壓完全堵截；

■ 環(huán)境影響：施工中不使用化學(xué)物質(zhì)；

■ 預(yù)期外地下水應(yīng)對(duì)：僅需增加氣壓便能應(yīng)對(duì)更大水壓；

■ 費(fèi)用：必要場(chǎng)地與設(shè)備的較高成本可與高壓噴射注漿土體改良的成本抵消。

■ 施工周期：每道工序都需要工業(yè)化、機(jī)械化、因此前期設(shè)備安裝及開(kāi)挖初期耗時(shí)較長(zhǎng)，中后期則較為迅速。

總結(jié)

該工法之前曾應(yīng)用于奧利地、德國(guó)與英國(guó)的隧道工程內(nèi)，但在地中海國(guó)家從未使用，這也是出于對(duì)工人健康的擔(dān)憂。除此之外，該工法在成本、環(huán)保與效率上都存在一定的優(yōu)勢(shì)，能成為隧道止水工法的選擇之一。